Негізгі айырмашылық – ДНҚ лигаза және ДНҚ полимераза
ДНҚ лигаза және ДНҚ полимераза организмдердің ДНҚ репликациясына және ДНҚ жөндеу механизмдеріне қатысатын маңызды ферменттер. ДНҚ лигазасы нуклеотидтер арасындағы фосфодиэфирлік байланыстардың түзілуін катализдеу арқылы ДНҚ фрагменттерін біріктіруге жауапты. ДНҚ-полимераза үлгі ДНҚ көмегімен оның құрылыс блоктарынан (нуклеотидтерден) ДНҚ синтезіне жауап береді. Бұл ДНҚ лигазасы мен ДНҚ полимераза арасындағы негізгі айырмашылық.
ДНҚ лигазасы дегеніміз не?
ДНҚ лигазасы нуклеотидтердің 3’ – OH және 5’- PO4 топтары арасындағы фосфодиэфирлік байланыстың түзілуін катализдейтін және ДНҚ фрагменттерінің қосылуын жеңілдететін фермент. Ол сондай-ақ молекулалық тігіс ретінде белгілі. Бұл қабілет ДНҚ саңылауларын немесе саңылауларын толтыруға және ДНҚ репликациясы кезінде пайда болған Оказаки фрагменттерін біріктіруге мүмкіндік береді. ДНҚ лигазалары рекомбинантты ДНҚ молекулаларын өндіру үшін рекомбинантты ДНҚ технологиясында өте пайдалы. ДНҚ лигазасы қызықтыратын ДНҚ-ны векторлық ДНҚ-мен біріктіреді. Сондықтан бұл организмдер үшін маңызды фермент.
ДНҚ лигаза ферменті оның қызметі үшін кофакторға және Mg2+ иондарына тәуелді. ДНҚ лигазаларына көмектесетін екі кофактор бар. NAD+ бактериялық ДНҚ лигазалары үшін кофактор ретінде әрекет етеді, ал ATP көбінесе кофактор вирусы және эукариоттық ДНҚ лигазалары ретінде әрекет етеді. Эукариоттық ДНҚ лигазасының әрекеті үш негізгі қадам арқылы аяқталады.
01-қадам. ДНҚ лигаза АТФ молекуласына шабуыл жасап, пирофосфат (екі фосфат тобы) мен АМФ бөледі және алынған АМФ-мен ковалентті байланысып лигаза-аденилат аралық өнімін түзеді.
02-қадам: Түзілген AMP аралық ферменті АМФ-ны никтің 5' фосфатына тасымалдайды және ДНҚ – аденилат түзеді (ДНҚ тізбегінің 5′-фосфат оттегісі лигаза-аденилат аралық өнімінің фосфорына шабуыл жасайды).
03-қадам: ДНҚ-лигаза полинуклеотидтерге қосылу үшін никтің 3′-OH-ның ДНҚ-аденилатқа шабуылын катализдейді және АМФ босатады.
ДНҚ лигазалары әдетте T4 бактериофагынан оқшауланады және рекомбинантты ДНҚ технологиясында кеңінен қолданылады.
01-сурет: никті жөндеудегі ДНҚ лигазасы
ДНҚ-полимераза дегеніміз не?
ДНҚ полимераза – ДНҚ синтезіне және геномның репликациясына қатысатын барлық организмдерде болатын барлық жерде кездесетін фермент. Генетикалық ақпарат ата-анадан ұрпаққа ДНҚ-полимеразалардың көмегімен беріледі. Ол бар ДНҚ-ға қосымша жаңа ДНҚ синтезін катализдейді. ДНҚ полимераза нуклеотидтерді (нуклеин қышқылдарының құрылыс блоктары) праймер тізбегінің 3' ОН тобына қосады және жіп түзілуін 5' бағытқа дейін жалғастырады. ДНҚ-полимеразалардың көпшілігінде 5’-3’ полимераза белсенділігі және 3’-5’ экзонуклеаза белсенділігі бар.
Прокариоттық ДНҚ-полимеразалар бес негізгі топта сипатталған. Эукариоттарда кем дегенде 16 түрлі ДНҚ полимеразалары бар. Барлық осы ДНҚ полимеразалар жеті отбасына топтастырылған, атап айтқанда A, B, C, D, X, Y және RT (кері транскриптаза).
02-сурет: ДНҚ-полимераза басқаратын ДНҚ репликациясы
ДНҚ лигазасы мен ДНҚ полимеразасының айырмашылығы неде?
ДНҚ лигаза және ДНҚ полимераза |
|
| ДНҚ лигазасы - нуклеотидтер арасындағы фосфодиэфирлік байланыстардың түзілуін катализдейтін және ДНҚ фрагменттерін біріктіретін фермент. | ДНҚ-полимераза – нуклеотидтер арқылы ДНҚ синтезін катализдейтін фермент. |
| ДНҚ репликациясындағы рөл | |
| ДНҚ лигазасы - Оказаки фрагменттерін біріктіретін ДНҚ репликациясындағы қосымша фермент. | ДНҚ-полимераза – ДНҚ репликациясының негізгі ферменті. |
| Талаптар | |
| Бұл Mg2+ иондарына және ATP/NAD+ кофакторларға байланысты | Бұл шаблонға, нуклеотидтерге, праймерлерге және Mg2+ тәуелді. |
| Функциялар | |
| ДНҚ лигазасы ДНҚ рекомбинациясы, ДНҚ жөндеу және ДНҚ репликациясы үшін маңызды. | ДНҚ полимеразасы ДНҚ репликациясы, ДНҚ жөндеу және ДНҚ рекомбинация технологиясы үшін маңызды. |
Қорытынды – ДНҚ лигаза және ДНҚ полимераза
ДНҚ лигазасы ДНҚ фрагменттерін фосфодиэфирлік байланыстар арқылы біріктіру үшін қажет маңызды фермент. ДНҚ-полимераза жаңа ДНҚ синтезі үшін маңызды негізгі фермент болып табылады. ДНҚ лигаза мен ДНҚ полимераза арасындағы негізгі айырмашылық олардың функциясы болып табылады. Дегенмен, екі фермент те ДНҚ репарациясы, ДНҚ репликациясы және рекомбинантты ДНҚ технологиясы үшін өте маңызды.
